課程內容
《正太分布》
知道回顧
1.頻率分布直方圖與總體密度曲線。
2.總體密度曲線的形狀特征。
1.正態(tài)分布與正態(tài)曲線
產(chǎn)品尺寸的總體密度曲線具有“中間高,兩頭低”的特征,像這種類型的總體密度曲線,一般就是或近似的是以下函數(shù)有圖像:
f(x)=1/√(2πσ)e-(x-μ)2/2σ2,x∈(-∞,+∞)
式中的實數(shù)μ、σ(σ﹥0)是參數(shù),分別表示總體的平均數(shù)與標準差,其分布叫做正態(tài)分布,由參數(shù)μ、σ唯一確定。正態(tài)分布常記作N(μ、σ2)。它的圖像被稱為正態(tài)曲線。
2.正態(tài)分布的期望與方差
若ξ~N(μ、σ2),則ξ的期望與方差分布為:Eξ=μ,Dξ=σ2
f(x)=1/√(2πσ)e-(x-μ)2/2σ2,x∈(-∞,+∞)
例1:給出下列兩個正態(tài)總體的函數(shù)表達式,請找出其均值μ和標準差σ。
(1)f(x)=1/√(2π)e-x2/2,x∈(-∞,+∞)
(2)f(x)=1/2√(2π)e-(x-2)2/8,x∈(-∞,+∞)
(3)f(x)=2/√(2π)e-2(x+1)2/,x∈(-∞,+∞)
正態(tài)分布
當μ=0,σ=1時,正態(tài)總體稱為標準正態(tài)總體,相應的函數(shù)表示是f(x)=1/√(2π)e x2/2,x∈R,相應的曲線稱為標準正態(tài)曲線。
觀察以上三條正態(tài)曲線,歸納出正態(tài)曲線圖的性質:
①曲線在x軸的上方,與x軸不相交。
②曲線關于直線x=μ對稱,且在x=μ時位于最高點。
③當時x<μ,曲線上升;當時x﹥μ,曲線下降。并且當曲線向左、右兩邊無限延伸時,以x軸為漸近線,向它無限靠近。
④當μ一定時,曲線的形狀由σ確定。σ越大,曲線越“矮胖”,表示總體的分布越分散;σ越小,曲線越“瘦高”,表示總體的分布越集中。
例2.下列關于正態(tài)曲線性質的敘述正確的是( )
(1)曲線關于直線x=μ對稱,這個曲線只在x軸上方;
(2)曲線關于y軸對稱。因為曲線對應的正態(tài)密度函數(shù)是一個偶函數(shù);
(3)曲線在x=μ時處于最高點,由這一點向左右兩邊延伸時,曲線逐漸降低;
(4)曲線的對稱軸由μ確定,曲線的形態(tài)由σ確定;
(5)σ越大,曲線越“矮胖”,總體分布越分散;σ越小,曲線越“高”??傮w分布越集中。
例3.把一個正態(tài)曲線a沿著橫軸方向向右移動2個單位、得到一個新的曲線b、下列說法不正確的是
(A)曲線b仍然是正態(tài)曲線;
(B)曲線a和曲線b的最高點的縱坐標相等;
(C)以曲線a為概率密度曲線的總體的方差比以曲線b為概率密度曲線的總體的方差大2;
(D)懭曲線a為概率密度曲線的總體的期望比以曲線b為概率密度曲線的總體的期望小2。
3σ原則
(1)正態(tài)分布在三個特殊區(qū)間的概率值
p(μ-σ<X<μ+σ)=0.6826
p(μ-2σ<X<μ+2σ)=0.9544
p(μ-3σ<X<μ+3σ)=0.9974
例4、商場經(jīng)營的某種包裝大米質量服從正態(tài)分布N(10、0.12)。任選一袋這種大米,質量在(9.8、10.2)的概率是多少?
解:要求質量在(9.8、10.2)的概率,需要轉化為(μ-2σ,μ+2σ)的形式。
p(10-2×0.1<X<10+2×0.1)=0.9544
思考題:正態(tài)總體N(0.1)的概率密度函數(shù)是:
f(x)=1/√(2πσ)e-(x-μ)2/2σ2
(1)求證:f(x)是偶函數(shù);
(2)求f(x)的最大值;
(3)求f(x)的單調區(qū)間。
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關老師
男,中教高級職稱
他對新教材、新教法有深入研究和獨特見解,教學細致嚴謹,重視數(shù)學思維訓練和學習方法指導。